余新樂，江世堂，陳思燃，李文斌，劉芮秀

（武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430056）

0 引言

現(xiàn)階段，國內(nèi)外的主流建筑依舊是鋼筋混凝土建筑，無論是城市的高層住宅還是超高層住宅。隨著建筑業(yè)施工水平的不斷進(jìn)步，施工現(xiàn)場(chǎng)大方量的混凝土澆筑多采用天泵或者地泵進(jìn)行澆筑。在混凝土泵送作業(yè)完成后，均有及時(shí)沖洗混凝土泵管的環(huán)節(jié)，以防止泵管內(nèi)混凝土余料凝結(jié)造成堵管。現(xiàn)有施工現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)做法使用天泵澆筑混凝土，天泵開回商混站清洗，造成余料浪費(fèi)和易引起天泵泵管堵塞；在施工現(xiàn)場(chǎng)清洗，易引發(fā)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)容管理難題。采用地泵澆筑混凝土，提前在作業(yè)層布置料斗，地泵清洗后的泵管內(nèi)余料先用料斗裝，然后借助塔吊吊至建筑廢料存放區(qū)，造成余料浪費(fèi)和增加施工垃圾清運(yùn)成本?；蛘叩乇们逑春蟮挠嗔现苯优湃氡霉艹恋沓?，造成泵管內(nèi)混凝土浪費(fèi)和易引發(fā)泵管沉淀池排污水不暢影響現(xiàn)場(chǎng)文明施工，且后期需要頻繁投入大量人工清理泵管沉淀池。因此，有必要研制一種回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池，以實(shí)現(xiàn)泵管內(nèi)混凝土粗骨料的快速回收。

近些年，如何有效提升泵管內(nèi)混凝土粗骨料的回收能力成為了研究的重點(diǎn)，張莉莉等[1]通過采用氣洗和水洗相結(jié)合的方式，對(duì)超高層建筑混凝土泵管內(nèi)余料回收進(jìn)行了研究。崔均鋒等[2]從施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土浪費(fèi)的角度，通過施工工藝創(chuàng)新和科學(xué)施工等方面給出混凝土余料節(jié)約措施，指出了混凝土余料合理再利用和分離回收技術(shù)的重點(diǎn)。韓孟君等[3]為了回收高層建筑混凝土泵管內(nèi)余料，介紹了一種高層建筑混凝土泵管內(nèi)余料回收再利用技術(shù)。丁士杰等[4]為了解決泵送后的混凝土余料放在料斗和灑在地面，引起混凝土浪費(fèi)和清理成本高的問題，提出了設(shè)計(jì)一種高層建筑施工樓層混凝土余料回收裝置的構(gòu)想。軒莉等[5]結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，對(duì)樓層混凝土余料回收的施工技術(shù)展開了研究，并研發(fā)了一種高層建筑施工中樓層余料回收裝置。孫麗娟等[6]通過對(duì)泵管內(nèi)混凝土骨料大小進(jìn)行篩選，研制了一種混凝土泵管尾料多級(jí)篩分骨料回收裝置。

目前，回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料的研究很多，但是同時(shí)具備結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、回收能力強(qiáng)、回收效率高、人工清理投入成本低和有利于施工現(xiàn)場(chǎng)保持干凈整潔的泵管沉淀池研究較少。

本文結(jié)合混凝土泵管沖洗后的粗骨料難回收和完成泵管沖洗后的泵管沉淀池難清理特點(diǎn)，研發(fā)了一種回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料的沉淀池，有效解決混凝土泵管內(nèi)粗骨料難回收和人工清理量大的難題。

1 回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 功能要求

施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的泵管沉淀池通常采用加氣塊砌筑三級(jí)沉淀池，沉淀池內(nèi)部采用抗裂砂漿進(jìn)行粉刷。為每一次泵送混凝土提供骨料和污水分離，沉淀池被沖洗的混凝土填滿后，再安排工人把沉淀池內(nèi)沖洗的混凝土轉(zhuǎn)至建筑廢料存放區(qū)，沉淀池繼續(xù)進(jìn)行使用，待完成所有混凝土的泵送后，再完成沉淀池的全部拆除，如圖1 所示。傳統(tǒng)的混凝土泵管沉淀池粗骨料回收難，產(chǎn)生的建筑垃圾多，建筑垃圾外運(yùn)成本高，清理次數(shù)頻繁，人工清理投入大。因此，該回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的使用功能要求和特點(diǎn)有三點(diǎn)。第一，在一級(jí)沉淀池處，滿足混凝土內(nèi)的粗骨料和其他材料分離，分離后的粗骨料干凈，粗骨料間無粘結(jié)材料，能直接進(jìn)行回收被當(dāng)做粗骨料進(jìn)行利用。第二，沉淀池被泵管內(nèi)沖洗的混凝土填滿的周期要長。第三，一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池沉淀效率高，三級(jí)沉淀池滿足沉淀要求后排出污水能力強(qiáng)，且各個(gè)沉淀池清理簡單、清理工程量小、清理效率高。

圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的泵管沉淀池人工清理

1.2 方案要求

根據(jù)該回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的使用功能要求和特點(diǎn)，若在一級(jí)沉淀池和二級(jí)沉淀池中間設(shè)置粗骨料攔板過濾網(wǎng)，一級(jí)沉淀池最低點(diǎn)設(shè)置比二級(jí)沉淀池和三級(jí)沉淀池最高點(diǎn)均高，但是一級(jí)沉淀池內(nèi)的粗骨料被過濾后，清理效率低。因此考慮采用可移動(dòng)的過濾網(wǎng)兜，過濾網(wǎng)兜包括由若干根立桿和若干根橫桿組成的框體以及設(shè)置在框體內(nèi)帶網(wǎng)孔的鋼筋網(wǎng)片，在框體朝向二級(jí)沉淀池一側(cè)底部設(shè)置有卸料掛鉤，在框體的上端設(shè)置有裝料掛鉤。通過塔吊吊裝過濾網(wǎng)兜，可實(shí)現(xiàn)泵管內(nèi)混凝土粗骨料的快速回收。其中一級(jí)沉淀池的最低點(diǎn)比二級(jí)沉淀池的最高點(diǎn)要高，過濾網(wǎng)兜內(nèi)的粗骨料可以充分被過濾，一級(jí)沉淀池設(shè)置的斜坡，可實(shí)現(xiàn)泵管內(nèi)細(xì)骨料和污水的快速排出，一級(jí)沉淀池過濾網(wǎng)兜下部設(shè)置鋼筋混凝土梁，側(cè)邊設(shè)置鋼筋混凝土柱，混凝土梁和柱底部用建筑垃圾填密實(shí)，確保過濾網(wǎng)兜使用過程的穩(wěn)定。二級(jí)沉淀池和三級(jí)沉淀池隔墻的最高點(diǎn)標(biāo)高高于排污管最高點(diǎn)標(biāo)高，充分發(fā)揮二級(jí)沉淀池沉淀細(xì)骨料的作用。過濾網(wǎng)兜側(cè)面采用鋼筋混凝土導(dǎo)墻，其他為素混凝土導(dǎo)墻，可有效防止沉淀池的污水通過導(dǎo)墻滲透，沉淀池回收粗骨料流程如圖2所示。

圖2 沉淀池回收泵管內(nèi)粗骨料流程

為了在過濾網(wǎng)兜內(nèi)提高泵管內(nèi)混凝土粗骨料的過濾效果，過濾網(wǎng)兜采用網(wǎng)孔為4.27mm×4.27mm 的鋼筋網(wǎng)片。當(dāng)粗骨料裝滿過濾網(wǎng)兜容量的60%左右即可通過塔吊掛鉤和4 根等長的鋼絲繩掛上裝料掛鉤，進(jìn)行過濾網(wǎng)兜內(nèi)粗骨料和過濾網(wǎng)兜的轉(zhuǎn)移，當(dāng)過濾網(wǎng)兜內(nèi)粗骨料需要倒出時(shí)，通過塔吊掛鉤和4 根等長的鋼絲繩掛上卸料掛鉤，進(jìn)行過濾網(wǎng)兜內(nèi)粗骨料的倒出，粗骨料回收效果好、回收效率高、人工清理投入小。因此，回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池在結(jié)構(gòu)上，主要可分為三部分，即附帶有鋼筋混凝土梁、鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土導(dǎo)墻和過濾網(wǎng)兜的一級(jí)沉淀池，二級(jí)沉淀池和三級(jí)沉淀池?；谝陨戏治?，回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池設(shè)計(jì)方案如圖3和圖4所示。

圖3 回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池（無過濾網(wǎng)兜）設(shè)計(jì)方案圖

圖4 回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池（有過濾網(wǎng)兜）設(shè)計(jì)方案圖

1.3 確定技術(shù)參數(shù)

回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的外部尺寸和寬度應(yīng)滿足所需的沉淀池清理周期和粗骨料回收利用周期。確定回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的主要技術(shù)參數(shù)為：①在過濾網(wǎng)兜過濾粗骨料的過濾效果上，過濾網(wǎng)兜采用網(wǎng)孔為4.27mm×4.27mm 的鋼筋網(wǎng)片；②在過濾網(wǎng)兜快速排出泵管內(nèi)混凝土粗骨料的其他部分上，過濾網(wǎng)兜長寬高尺寸取1500mm×1500mm×1500mm，過濾網(wǎng)兜側(cè)面距離各邊導(dǎo)墻100mm，且過濾網(wǎng)兜最低點(diǎn)標(biāo)高高于二級(jí)沉淀池最高點(diǎn)標(biāo)高300mm；③在過濾網(wǎng)兜快速安全吊進(jìn)和吊出上，過濾網(wǎng)兜的架體采用直徑25mm 的鋼筋廢料焊接組成，過濾網(wǎng)兜的鋼筋網(wǎng)片采用加厚的定制鍍鋅鋼筋網(wǎng)片，過濾網(wǎng)兜的架體和鋼筋網(wǎng)片通過鋼絲緊密綁扎，過濾網(wǎng)兜側(cè)面采用鋼筋混凝土導(dǎo)墻和鋼筋混凝土柱，底部設(shè)置有鋼筋混凝土梁，混凝土梁下面用建筑垃圾鋪密實(shí)。

1.4 主要材料選用

為了保證回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的安全系數(shù)，過濾網(wǎng)兜的架體采用直徑25mm 的鋼筋廢料焊接組成，鋼筋網(wǎng)片采用加厚的定制鍍鋅網(wǎng)片，過濾網(wǎng)兜的架體和鋼筋網(wǎng)片通過鋼絲緊密綁扎，過濾網(wǎng)兜側(cè)面采用鋼筋混凝土導(dǎo)墻，其他導(dǎo)墻采用素混凝土澆筑而成。

2 使用安全性分析

回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池的使用安全主要取決于過濾網(wǎng)兜裝載并過濾粗骨料的全過程和裝滿粗骨料的過濾網(wǎng)兜的吊出。為了保障過濾網(wǎng)兜順利完成裝載和過濾粗骨料，在過濾網(wǎng)兜底部設(shè)置有鋼筋混凝土梁，側(cè)面設(shè)置有鋼筋混凝土柱，有效保障過濾網(wǎng)兜被泵管排出的污水沖擊時(shí)不發(fā)生影響正常使用的移動(dòng)。為了確保過濾網(wǎng)兜的使用安全和方便，在過濾網(wǎng)兜設(shè)計(jì)上，主要借鑒施工現(xiàn)場(chǎng)的料斗設(shè)計(jì)。在過濾網(wǎng)兜的可裝載容量上，在過濾網(wǎng)兜設(shè)置回收警戒容量高度提示線，采取粗骨料達(dá)到過濾網(wǎng)兜容量的60%左右啟動(dòng)粗骨料回收。在過濾網(wǎng)兜裝滿粗骨料吊出上，先進(jìn)行試吊,并做到慢慢起鉤，不觸碰鋼筋混凝土導(dǎo)墻，且每次完成粗骨料的吊出，均要檢查過濾網(wǎng)兜的變形和損壞情況，并根據(jù)具體損耗情況進(jìn)行處理，確保沉淀池回收粗骨料過程的安全。

3 效益分析

回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池與施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的泵管沉淀池相比，具有較突出的優(yōu)勢(shì)。在建筑垃圾制造的量上，因該沉淀池可以有效回收泵管內(nèi)混凝土的粗骨料，因此比施工現(xiàn)場(chǎng)常有的泵管沉淀池產(chǎn)生的垃圾明顯降低?；炷帘霉軆?nèi)粗骨料回收效果好，在清洗混凝土泵管時(shí)，混凝土泵管內(nèi)剩余混凝土先進(jìn)入過濾網(wǎng)兜，且隨著大量的水沖洗混凝土泵管，混凝土中的水泥、細(xì)骨料和粗骨料等迅速分離，帶網(wǎng)孔的鍍鋅鋼筋網(wǎng)片能有效過濾出粗骨料，過濾出的粗骨料還會(huì)被沖洗泵管的水進(jìn)一步?jīng)_洗干凈，粗骨料間無粘結(jié)材料，能直接進(jìn)行回收被當(dāng)做粗骨料進(jìn)行利用。人工清理沉淀池成本較低，粗骨料被過濾網(wǎng)兜攔截，運(yùn)用塔吊的垂直運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)過濾網(wǎng)兜內(nèi)粗骨料的回收，無需清理泵管內(nèi)混凝土的粗骨料，混凝土配合比中占比較小的細(xì)骨料進(jìn)入二級(jí)沉淀池沉淀后，采用人工進(jìn)行清理，極少量的細(xì)骨料和污水再通過三級(jí)沉淀池進(jìn)一步沉淀，污水排出。

4 結(jié)論

回收混凝土泵管內(nèi)粗骨料沉淀池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、制作簡單、使用簡單、安全可靠，不僅可以減少泵管內(nèi)混凝土產(chǎn)生的建筑垃圾，把泵管內(nèi)混凝土的粗骨料進(jìn)行回收，又能降低泵管沉淀池的人工清理成本，同時(shí)保持現(xiàn)場(chǎng)良好的文明施工環(huán)境。該沉淀池應(yīng)用前景良好，目前已獲得實(shí)用新型專利授權(quán)（專利號(hào)：ZL202220367358.8），為今后泵管內(nèi)混凝土粗骨料的回收提供了思路。